ネットワークシステム及びノード装置
【課題】ユーザ機器に接続されたノード装置を用いたネットワークシステムにおいて、トラフィックの増加を解消する。
【解決手段】ネットワークシステム１は、ユーザ機器１２０と、ユーザ機器１２０に有線により接続される複数のノード装置１１０とを備え、ＰＣ１２０Ａから出力された電文をノード装置１１０間での無線通信を介して計測機器１２０Ｂへ送信する。ノード装置１１０は、異なる種類のユーザ機器１２０を接続可能に構成され、ユーザ機器１２０のプロトコルを設定可能であり、プロトコルを変更することによって異なる種類のユーザ機器１２０からの電文を解析できるように構成されている。ノード装置１１０Ａは、電文を受信したときに、プロトコルに基づいて電文を解析して送信先アドレスを割り出し、送信先アドレスに対応した特定のノード装置１１０Ｂに電文を送信する。
【解決手段】ネットワークシステム１は、ユーザ機器１２０と、ユーザ機器１２０に有線により接続される複数のノード装置１１０とを備え、ＰＣ１２０Ａから出力された電文をノード装置１１０間での無線通信を介して計測機器１２０Ｂへ送信する。ノード装置１１０は、異なる種類のユーザ機器１２０を接続可能に構成され、ユーザ機器１２０のプロトコルを設定可能であり、プロトコルを変更することによって異なる種類のユーザ機器１２０からの電文を解析できるように構成されている。ノード装置１１０Ａは、電文を受信したときに、プロトコルに基づいて電文を解析して送信先アドレスを割り出し、送信先アドレスに対応した特定のノード装置１１０Ｂに電文を送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のノード装置を備えたネットワークシステム、及び当該ネットワークシステムに用いられるノード装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のノード装置を備えたアドホックネットワークシステムが知られている。例えば、特許文献１には、センサ同士を無線で接続し、複数のセンサが自律的に中継処理することでネットワークを構築するセンサネットワークシステムが開示されている。このネットワークシステムの各ノードには、他のノードとの通信を可能とする無線通信部が設けられている。無線通信部は、当該ノード内のセンサ部と通信可能に接続されており、センサ部からの受信信号を他のノードと無線通信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５３３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、様々なユーザ機器をこのようなネットワークシステムに接続したいという要求がある。この要求を実現するためには、特許文献１に係るネットワークシステムにおいて、無線通信部とセンサ部とを切り離し可能に構成する必要がある。すなわち、互いにネットワークを構築する複数のノード装置を設け、ノード装置のそれぞれにユーザ機器を接続可能に構成する必要がある。この構成によれば、ノード装置に接続するユーザ機器を変えることによって、様々なユーザ機器をネットワークシステムに接続することができる。
【０００５】
かかる構成においては、一のユーザ機器から他のユーザ機器への電文を送信する際には、該一のユーザ機器に接続されたノード装置から該電文が無線送信される。その際、特に、ノード装置の個数が多い場合にはトラフィックが増加してしまい、送受信に時間がかかってしまう。その結果、ノード装置の個数が制限されてしまったり、送受信率が低下してしまったりする虞がある。
【０００６】
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ユーザ機器に接続されたノード装置を用いたネットワークシステムにおいて、トラフィックの増加を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示されたネットワークシステムは、複数のユーザ機器と、該ユーザ機器にそれぞれ有線により接続される複数のノード装置とを備え、一の該ユーザ機器から出力された電文を該ノード装置間での無線通信を介して他の該ユーザ機器へ送信する。そして、前記ノード装置は、異なる種類の前記ユーザ機器を接続可能であり、前記ユーザ機器のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器からの電文を解析できるように構成されており、前記電文を出力するユーザ機器に接続された前記ノード装置は、該電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定のノード装置に該電文を送信するものとする。
【０００８】
前記の構成のように、ノード装置とユーザ機器とが別々に構成され、ノード装置に様々な種類のユーザ機器が接続可能な構成においては、ノード装置がユーザ機器と共通のプロトコルを有していなければ、ユーザ機器からの電文をノード装置で解析することはできない。共通のプロトコルを有していない場合には、該電文の送信先アドレスを割り出すことができないので、ノード装置は、送信先を特定することなく、該電文をブロードキャストする。その結果、トラフィックが増加してしまう。ここで、「ブロードキャスト」とは、宛先を特定することなくデータを送信することを意味する。
【０００９】
それに対して、前記ノード装置は、接続されるユーザ機器に応じて該ユーザ機器のプロトコルを設定することができる。それにより、ノード装置は、該ユーザ機器からの電文を解析できるようになる。また、ノード装置に設定されているプロトコルを変更すれば、ノード装置は、様々なユーザ機器の電文を解析できる。そのため、ユーザ機器からの電文を解析できる構成でありながら、ノード装置の汎用性を向上させることができる。そして、前記ノード装置は、電文を解析して送信先アドレスを割り出すと、該送信先アドレスに対応する特定のノード装置に該電文を送信、即ち、ユニキャストする。その結果、トラフィックを低減することができる。ここで、「ユニキャスト」とは、宛先を特定してデータを送信することを意味する。
【００１０】
ここに開示されたノード装置は、ユーザ機器に有線により接続可能である。このノード装置は、種類の異なる前記ユーザ機器を接続可能であって他のノード装置と無線通信可能であり、該ユーザ機器のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器からの電文を解析できるように構成されており、接続された前記ユーザ機器から電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定の他のノード装置に該電文を送信するものとする。
【００１１】
前記の構成のように、ノード装置がユーザ機器と別々に構成され、ノード装置に様々な種類のユーザ機器が接続可能な構成においては、ノード装置がユーザ機器と共通のプロトコルを有していなければ、ユーザ機器からの電文をノード装置で解析することはできない。共通のプロトコルを有していない場合には、該電文の送信先アドレスを割り出すことができないので、ノード装置は、送信先を特定することなく、該電文をブロードキャストする。その結果、トラフィックが増加してしまう。
【００１２】
それに対して、前記ノード装置は、接続されるユーザ機器に応じて該ユーザ機器のプロトコルを設定することができる。それにより、ノード装置は、該ユーザ機器からの電文を解析できるようになる。また、ノード装置に設定されているプロトコルを変更すれば、ノード装置は、様々なユーザ機器の電文を解析できる。そのため、ユーザ機器からの電文を解析できる構成でありながら、ノード装置の汎用性を向上させることができる。そして、前記ノード装置は、ユーザ機器からの電文を解析して送信先アドレスを割り出すと、該送信先アドレスに対応する特定のノード装置に該電文を送信、即ち、ユニキャストする。その結果、トラフィックを低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
前記ネットワークシステムによれば、電文を解析して、送信先アドレスに対応した特定のノード装置に該電文を送信できるため、トラフィックを軽減することができる。それに加えて、ノード装置には様々なユーザ機器のプロトコルを設定可能であるため、ノード装置は、様々なユーザ機器に対して、電文解析を行ってトラフィックの軽減を図ることができる。
【００１４】
前記ノード装置によれば、電文を解析して、送信先アドレスに対応した特定のノード装置に該電文を送信できるため、トラフィックを軽減することができる。それに加えて、ノード装置には様々なユーザ機器のプロトコルを設定可能であるため、ノード装置は、様々なユーザ機器に対して、電文解析を行うってトラフィックの軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るネットワークシステムの概略図である。
【図２】ノード装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
−システムの概要−
図１は、本発明の例示的実施形態を用いたネットワークシステム１００の概略図である。システム１００は、無線アドホックネットワークである。このシステム１００は、近接する小型無線端末が自律的にネットワークを構築するよう構成される。システム１００は、複数のノード装置１１０，１１０，…と、ユーザ機器１２０，１２０，…とを備えている。各ノード装置１１０には、ユーザ機器１２０が接続されている。ユーザ機器としては、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０Ａ、計測機器１２０Ｂ等が含まれる（以下、各ユーザ機器を区別しないときには、単に、「ユーザ機器１２０」と称する）。
【００１８】
複数のユーザ機器においては、ＰＣ１２０Ａがマスタ機器として機能し、それ以外の計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…がスレーブ機器として機能する。つまり、ＰＣ１２０Ａが、計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…を一方的に制御する。以下、ＰＣ１２０Ａをマスタユーザ機器１２０Ａと、計測機器１２０Ｂをスレーブユーザ機器１２０Ｂとも称する。また、マスタユーザ機器１２０Ａに接続されたノード装置１１０を基地局ノード装置１１０Ａと、スレーブユーザ機器１２０Ｂに接続されたノード装置１１０を子ノード装置１１０Ｂとも称する。尚、各ノード装置を区別しないときには、単に、「ノード装置１１０」と称する。
【００１９】
各ノード装置１１０は、固有のノードＩＤを有している。基地局ノード装置１１０ＡのノードＩＤは、「０」であり、子ノード装置１１０ＢのノードＩＤは、「０」以外の数字である。また、各計測機器１２０Ｂも、固有の機器ＩＤを有している。計測機器１２０Ｂの機器ＩＤは、それに接続された子ノード装置１１０ＢのノードＩＤと同じ数字に設定されている。例えば、ノードＩＤが「１」の子ノード装置１１０Ｂには、機器ＩＤが「１」の計測機器１２０Ｂが接続されている。
【００２０】
複数のノード装置１１０，１１０間は、無線で結合される。このノード装置１１０，１１０間の無線リンクは、例えば、２．４ＧＨｚ帯を用いたＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠する短距離無線ネットワークであり得る。このＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）又はＷＰＡＮ（Wireless Personal Area Network）と呼ばれる無線通信規格の一つであり、低コスト・低消費電力で、高い信頼性とセキュリティを持つ。また、無線リンクは、上述の特定の無線ネットワークに限定されず、典型的にはパケットの形で情報をやりとりできる任意の適切なネットワークであり得る。
【００２１】
また、ノード装置１１０は、自動中継機能を有し、通信環境を察知して自律的にネットワークを構成し得る。例示的なネットワークは、真メッシュであり、ホップ数も実質的に無制限である。換言すれば本発明の実施形態は、マルチホップの無線ネットワークを使用可能である。こうして、一対のノード装置１１０とユーザ機器１２０とを１つの無線端末として、無線アドホックネットワークが構築される。
【００２２】
ノード装置１１０は、基板上に取り付けられた、半導体素子を含む回路要素群によって典型的には実現され得る。典型的には、ノード装置１１０は、ユーザ機器からのアナログ信号、及び無線ネットワークのための高周波信号を扱うアナログ回路と、ＭＣＵを主要素とするデジタル回路との組み合わせによって実現され得る。
【００２３】
ノード装置１１０の制御は、典型的にはソフトウェアによって実現され得る。すなわち、ノード装置１１０の制御は、典型的にはコンピュータで読み取り可能な媒体に記憶されたソフトウェアによって実現され得る。コンピュータで読み取り可能な媒体には、ハードディスクドライブ、半導体メモリ等がある。代替として、ノード装置１１０の制御は、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせ、又はハードウェアのみによって実現され得る。
【００２４】
計測機器１２０Ｂは、各種の物理量（温度、湿度、電流、電圧、電力等）を計測・検出するものであって、任意の適切な計測機器であり得る。例えば、計測機器１２０Ｂは、電力量計であり得る。また、計測機器１２０Ｂは、ＰＣ１２０Ａからの電文を受け取って、該電文に応じた様々な処理を実行する。例えば、計測機器１２０Ｂは、要求電文を受け取ったときには、該要求電文に応じた応答電文を返信するように構成されている。
【００２５】
計測機器１２０Ｂは、子ノード装置１１０Ｂに有線で結合される。子ノード装置１１０Ｂ及び計測機器１２０Ｂは、共通の通信規格（本実施形態では、ＲＳ４８５）のインタフェースを有している。すなわち、計測機器１２０Ｂは、ＲＳ４８５ケーブルを介して子ノード装置１１０Ｂに接続されている。尚、通信規格は、ＲＳ４８５に限られるものではなく、ＲＳ４２２、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）等であってもよい。
【００２６】
尚、ＰＣ１２０Ａは、計測機器１２０Ｂの通信規格に対応させるべく、基地局ノード装置１１０Ａと、ＵＳＢ−ＲＳ４８５コンバータを介して有線で接続される。尚、基地局ノード装置１１０Ａに接続されるユーザ機器１２０が、他のユーザ機器１２０と共通の通信規格を本来的に有する場合には、ＵＳＢ−ＲＳ４８５コンバータのような変換装置をユーザ機器１２０に設ける必要はない。
【００２７】
また、一つの無線ネットワークを構築しているノード装置１１０，１１０，…に接続されたＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…は、共通のプロトコルを有している。そのため、ＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…は、互いに電文のやりとりを行うことができる。
【００２８】
詳しくは、ＰＣ１２０Ａは、計測機器１２０Ｂに対する種々の電文を出力する。ＰＣ１２０Ａからの電文は、ノード装置１１０，１１０，…で構築された無線ネットワークを介して、計測機器１２０Ｂへ送信される。また、ＰＣ１２０Ａは、ノード装置１１０，１１０，…で構築された無線ネットワークを介して、計測機器１２０Ｂからの応答電文を受信する。
【００２９】
ノード装置１１０は、電文を送信するときには、該電文を含むパケットを生成し、該パケットを変調して送信する。また、ノード装置１１０は、パケットを受信したときには、該パケットを復調して、該パケットから電文を読み出す。ノード装置１１０の無線信号の符号化及び変調・復調のための方式には様々なものがある。本実施形態では、上述のＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠した方式が用いられる。
【００３０】
ＰＣ１２０Ａは、例えば、ＧＵＩ（グラフィカルユーザインタフェース）を備えるソフトウェアを用いて、計測機器１２０Ｂから受け取られたデータを視覚的に表示したり、統計的に処理したりできる。そのようなソフトウェアは、例えば通信状態の確認、データの数値表示、グラフ表示、値の分布カラーマッピング、データの記録、データのエクスポート、端末設定の変更等を行うことができる。
【００３１】
−ノード装置のハードウェア構成−
図２は、本発明の例示的実施形態のために用いられるノード装置１１０のブロック図である。
【００３２】
ノード装置１１０は、ＲＦユニット４１０及びアンテナ４３０を備える。ＲＦユニット４１０には、ユーザ機器１２０からのデータが入力される。ＲＦユニット４１０は、ユーザ機器１２０が出力した計測データを無線信号に変換して、アンテナ４３０から他のノード装置１１０、例えば上流ノード（基地局ノード装置１１０Ａ等）へ送信する。
【００３３】
ＲＦユニット４１０は、インタフェース４４０、ＤＣ（直流）電源４４５、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）４５０、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）４５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４５４、タイマ４５６、無線送受信部４５８、ＲＦインタフェース４６０、及び切替スイッチ４７０を有する。インタフェース４４０は、ユーザ機器１２０によって出力された信号をＭＣＵ４５０が処理できる適当な信号（例えば１０ビットデジタル信号）に変換する。このインタフェース４４０は、ユーザ機器１２０の通信規格と共通のインタフェースであり、本実施形態では、ＲＳ４８５インタフェースである。ＤＣ電源４４５は、ＲＦユニット４１０の各機能ブロックに直流電源を供給する。ＤＣ電源４４５は、例えば直流３Ｖを供給するリチウム電池であり得る。
【００３４】
ＭＣＵ４５０は、ノード装置１１０の機能を実現するのに用いられるマイクロプロセッサである。ＭＣＵ４５０は、ノード装置１１０の機能を実現するのに必要なプログラム及びデータをＲＯＭ４５２又はＲＡＭ４５４に記憶する。タイマ４５６は、例えば電源をオフにするタイミングを計測し、所定時間が経過したときに、ＤＣ電源４４５からの電源供給を断つようＭＣＵ４５０をトリガする。ＭＣＵ４５０は、ＲＯＭ４５２、ＲＡＭ４５４、及びタイマ４５６などの周辺素子をその中に含んでもよい。この場合、ＲＯＭなどを独立した部品として搭載する場合に比べて、システム構築のためのコストを抑えることができる。
【００３５】
無線送受信部４５８は、ＭＣＵ４５０からのデータを他のノード装置１１０へ送る応答パケットに変換したり、他のノード装置１１０から受け取られた要求パケットをデータに変換したりする。ＲＦインタフェース４６０は、無線送受信部４５８から出力されたパケットをＲＦ信号に変換し、アンテナに出力したり、アンテナで受け取られたＲＦ信号からパケットを再生し、無線送受信部４５８に出力したりする。
【００３６】
切替スイッチ４７０は、ノード装置１１０のノードＩＤを設定するためのダイヤル式のスイッチである。ノードＩＤを「０」に設定されたノード装置１１０が基地局ノード装置として機能する。一方、ノードＩＤが「０」以外に設定されたノード装置１１０は、子ノード装置として機能する。
【００３７】
尚、機能ブロック群の一部又は全ては、適宜、結合されることによって一体化されて実現されてもよい。例えば、ＲＦユニット４１０は、ハイブリッドＩＣ（集積回路）として実現されてもよい。さらには、ＲＦユニット４１０及びアンテナ４３０を一つの基板に一体化して実現されてもよい。
【００３８】
−ネットワークの構築−
ノード装置１１０は、上述の如く、自律的にネットワークを構築する。詳しくは、子ノード装置１１０Ｂは、電源がオンされると、ルーティングを開始する。ノード装置１１０は、隣接するノード装置１１０にビーコンメッセージ（ルーティングパケットとも呼ばれる）を送信する等して、通信状態が良好なノード装置１１０との間で通信経路を構築する。各ノード装置１１０は、それ自身と通信経路を構築する上流側（１つだけ）と下流側のノード装置１１０（複数の可能性あり）とを記憶している。本実施形態では、ＰＣ１２０Ａ側を上流とし、ＰＣ１２０Ａとは反対側を下流としている。さらに、各ノード装置１１０は、下流側に接続される全てのノード装置１１０と該ノード装置１１０のそれぞれへパケットを伝達するために次に中継すべきノード装置１１０とを記憶している。ノード装置１１０は、電源をオンにした直後だけでなく、前記ビーコンメッセージを定期的に送信して、通信状態が良好な通信経路を更新している。
【００３９】
さらに、基地局ノード装置１１０Ａは、各計測機器１２０Ｂが何れの子ノード装置１１０Ｂに接続されているかという対応接続関係を記憶している。すなわち、基地局ノード装置１１０Ａは、或る機器ＩＤの計測機器１２０Ｂにパケットを伝達するためには、最終的にどのノードＩＤの子ノード装置１１０Ｂにパケットを到達させればよいかを把握している。
【００４０】
−パラメータの設定−
ノード装置１１０は、ネットワーク設定（例えば、通信仕様やプロトコル仕様）を適宜設定することによって、様々な種類のユーザ機器１２０，１２０，…に対応可能（即ち、接続可能且つ通信可能）に構成されている。つまり、ユーザ機器１２０は、ノード装置１１０と通信規格が共通である必要があるが、通信規格が共通であってもネットワーク設定が異なるものは数多く存在する。例えば、ＲＳ４８５に対応したユーザ機器１２０であっても、その詳細なネットワーク設定は様々であり、必ずしも共通ではない。そのため、ある種類のユーザ機器１２０，１２０，…をノード装置１１０，１１０，…を介してネットワークシステムに接続する場合には、各ノード装置１１０のネットワーク設定をユーザ機器１２０に対応させる必要がある。換言すれば、ノード装置１１０は、ネットワーク設定を適宜変更可能であるため、各種のユーザ機器１２０，１２０，…に対応可能であって、汎用的に構成されている。
【００４１】
具体的には、ノード装置１１０は、各種の設定パラメータを有しており、これらの設定パラメータを変更することによって、各種のユーザ機器１２０と通信が可能となるように構成されている。設定パラメータには、ユーザ機器１２０の通信仕様に関する通信パラメータと、ユーザ機器１２０のプロトコル仕様に関するプロトコルパラメータとが含まれる。通信パラメータには、ボーレート（4800bps／9600bps／19200bps／…）、データビット（8ビット／7ビット）、パリティ（なし／奇数／偶数）、ストップビット（1ビット／2ビット）等が含まれる。プロトコルパラメータには、スタートコード（01〜FF）、エンドコード（01〜FF）、エンドコードからパケット終端までのオフセット（0〜9）、先頭から送信先アドレスまでのオフセット（1〜99）、送信先アドレスの長さ（0〜6）、送信先アドレスの表現形式（10進ASCII／16進ASCII／LEバイナリ／BEバイナリ）等が含まれる。
【００４２】
以下に、設定パラメータの設定方法について説明する。
【００４３】
まず、ユーザは、基地局ノード装置１１０Ａに接続されたＰＣを介して、基地局ノード装置１１０Ａに設定パラメータを入力する。この設定パラメータの入力用のＰＣは、前記ＰＣ１２０Ａでもよいし、ＰＣ１２０Ａとは別のＰＣでもよい。入力用のＰＣは、例えば、ＧＵＩを備えるソフトウェアを用いて、ユーザに設定パラメータの入力を促し、ユーザからの入力を受け入れ、入力に応じた信号を基地局ノード装置１１０Ａに出力する。基地局ノード装置１１０Ａは、ＰＣからの入力に応じて設定パラメータを設定する。
【００４４】
次に、子ノード装置１１０Ｂは、設定パラメータを要求する要求パケットを基地局ノード装置１１０Ａに送信する。詳しくは、子ノード装置１１０Ｂは、電源がオンされた後に、ネットワークが構築されたことを確認すると、要求パケットを基地局ノード装置１１０Ａへ送信する。基地局ノード装置１１０Ａは、要求パケットを受信すると、設定パラメータを子ノード装置１１０Ｂへ送信する。子ノード装置１１０Ｂは、基地局ノード装置１１０Ａからの設定パラメータを受信すると、該設定パラメータをそれ自身の設定パラメータとして設定する。尚、子ノード装置１１０Ｂは、基地局ノード装置１１０Ａからの応答が無い場合には、所定時間経過後に要求パケットを再度送信する。このように、子ノード装置１１０Ｂは、ユーザから直接、設定パラメータが入力されるのではなく、基地局ノード装置１１０Ａから設定済みの設定パラメータを読み込んで、自らの設定パラメータとして設定する。こうして、基地局ノード装置１１０Ａと子ノード装置１１０Ｂとの設定パラメータが同一に設定される。
【００４５】
各ノード装置１１０は、前述の如く、基地局ノード装置として機能するか、子ノード装置として機能するかが切替スイッチ４７０によって切り替えられる。つまり、基地局ノード装置として設定されたノード装置１１０は、ユーザからの入力を受けて設定パラメータを設定する入力モードとなる。一方、子ノード装置として設定されたノード装置１１０は、基地局ノード装置１１０Ａの設定パラメータを読み込んで該設定パラメータを自らの設定パラメータとして設定する読込モードとなる。すなわち、切替スイッチ４７０によってノードＩＤが０に設定されたノード装置１１０は、入力モードとなり、ユーザからの設定パラメータの入力を待機する。切替スイッチ４７０によってノードＩＤが０以外に設定されたノード装置１１０は、読込モードとなり、ネットワークの構築を確認した後に、基地局ノード装置１１０へ要求パケットを送信する。このノード装置１１０のモードの設定は、基本的には、ノード装置１１０がユーザ機器１２０に接続される前など、ノード装置１１０，１１０，…がネットワークを構築する前に行われる。
【００４６】
尚、子ノード装置１１０Ｂは、読込モードであっても、ユーザからの入力を受付可能な状態となっている。つまり、子ノード装置１１０Ｂは、基本的には、基地局ノード装置１１０Ａの設定パラメータを自律的に読み込むが、ユーザが設定パラメータを直接、入力することもできる。設定パラメータがユーザから設定された子ノード装置１１０Ｂは、それ以降は、基地局ノード装置１１０Ａの設定パラメータの読み込みを行わないようになる。例えば、該子ノード装置１１０Ｂは、設定パラメータがユーザから入力されることによって、読込モードから入力モードへ切り替わる。
【００４７】
このように、ノード装置１１０は、そのインタフェース４４０と共通の通信規格を有するユーザ機器１２０であれば、当該通信規格を前提とした通信仕様やプロトコル仕様等の詳細なネットワーク設定を適宜設定することによって、通信可能に接続することができる。つまり、ノード装置１１０を汎用的に構成して、様々なユーザ機器をネットワークシステムに接続することができる。
【００４８】
そして、このようなノード装置１１０，１１０，…を用いてネットワークシステムを構成する際には、複数のノード装置１１０のうちの基地局ノード装置１１０Ａに、ユーザ機器１２０に対応した設定パラメータを設定すれば、あとは、子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…が自律的に基地局ノード装置１１０Ａから設定パラメータを読み込んで、自らの設定パラメータとして設定していく。つまり、複数のノード装置１１０の全てに対して、設定パラメータを設定する必要がなく、ノード装置１１０，１１０，…の設定を簡便に行うことができる。よって、ノード装置１１０を各種のユーザ機器１２０，１２０，…に対応可能に汎用的に構成しつつ、そのノード装置１１０，１１０，…を用いてネットワークシステムを構成する場合であっても、汎用的であるが故に必要な、ノード装置１１０のネットワーク設定を簡便に行うことができる。
【００４９】
−電文解析−
このように構成されたノード装置１１０は、ユーザ機器１２０に対応させて設定する設定パラメータとして、プロトコルパラメータを含んでいる。すなわち、ノード装置１１０は、接続されるユーザ機器１２０のプロトコルを適宜設定することによって、様々なユーザ機器１２０からの電文を解析することができる。例えば、ノード装置１１０は、接続されたユーザ機器１２０からの電文を解析して、該電文の送信先アドレスを割り出すように構成されている。そして、電文の送信先アドレスがわかると、ノード装置１１０は、該送信先アドレスに対応した特定のノード装置１１０に該電文を送信する。すなわち、ノード装置１１０は、該電文をブロードキャストではなく、ユニキャストする。
【００５０】
以下に、図１に示すネットワークシステム１００において、ＰＣ１２０Ａから機器ＩＤが「１４」の計測機器１２０Ｂへ計測データを要求する場合を例に説明する。以下、特定のノードＩＤの子ノード装置１１０Ｂについて言及するときには、符号「１１０Ａ」，「１１０Ｂ」，「１１０」の後にノードＩＤを括弧書きで付す。例えば、子ノード装置１１０ＢのノードＩＤが「１」の場合は、子ノード装置１１０Ｂ（１）のように表す。同様に、特定の機器ＩＤの計測機器１２０Ｂについて言及するときには、符号「１２０Ｂ」，「１２０」の後に機器ＩＤを括弧書きで付す。
【００５１】
計測機器１２０Ｂ（１４）は、子ノード装置１１０Ｂ（１４）に接続されている。基地局ノード装置１１０Ａと子ノード装置１１０Ｂ（１４）との間には、子ノード装置１１０Ｂ（１）と子ノード装置１１０Ｂ（９）とが中継ノードとして存在している。
【００５２】
まず、ＰＣ１２０Ａは、要求電文を生成し、該要求電文を基地局ノード装置１１０Ａへ送信する。基地局ノード装置１１０Ａは、ＰＣ１２０Ａから要求電文を受信すると、設定されたプロトコルに基づいて該要求電文を解析して、送信先アドレス（即ち、送信先となる計測機器１２０Ｂの機器ＩＤ）を割り出す。
【００５３】
ここで、基地局ノード装置１１０Ａは、前述の如く、各計測機器１２０Ｂとそれに接続される子ノード装置１１０Ｂとの対応接続関係を記憶している。基地局ノード装置１１０Ａは、該対応接続関係と送信先アドレスとに基づいて、送信先計測機器１２０Ｂが接続された子ノード装置１１０Ｂを特定する。この例では、子ノード装置１１０Ｂ（１４）が特定される。
【００５４】
次に、基地局ノード装置１１０Ａは、要求パケットを生成する。パケットは、少なくともヘッダとペイロードデータとを含んでいる。ペイロードデータには、要求電文が含まれている。ヘッダには、該パケットを生成したノード装置（以下、「生成ノード装置」ともいう）１１０のノードＩＤ、最終地点となるノード装置（以下、「最終ノード装置」ともいう）１１０のノードＩＤ、該パケットの送信元となるノード装置（以下、「送信元ノード装置」ともいう）１１０のノードＩＤ、該パケットの次の送信先（即ち、中継先）となる子ノード装置（以下、「送信先ノード装置」ともいう）１１０のノードＩＤが少なくとも含まれている。この例では、生成ノード装置１１０のノードＩＤは「０」であり、最終ノード装置１１０のノードＩＤは「１４」であり、送信元ノード装置１１０のノードＩＤは「０」であり、送信先ノード装置１１０のノードＩＤは「１」である。
【００５５】
基地局ノード装置１１０Ａは、要求パケットを変調して、送信する。このように、基地局ノード装置１１０Ａは、ヘッダにおいて送信先となるノード装置１１０を特定して要求パケットを送信する。すなわち、基地局ノード装置１１０Ａは、要求パケットをユニキャストする。
【００５６】
こうして送信された要求パケットは、子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…に受信される。要求パケットを受信した子ノード装置１１０Ｂは、要求パケットを復調し、ヘッダを確認する。そして、要求パケットのヘッダで特定された送信先ノード装置以外の子ノード装置１１０Ｂは、それ以上の処理を行わない。一方、要求パケットのヘッダにおいて送信先ノード装置として特定された子ノード装置１１０Ｂ（１）は、該要求パケットを受信すると、要求パケットのヘッダから最終ノード装置１１０Ｂ（１４）のノードＩＤを読み出す。子ノード装置１１０Ｂ（１）は、前述の如く、下流側に接続されるノード装置１１０へパケットを伝達するために次に中継すべきノード装置１１０を記憶しているので、最終ノード装置１１０Ｂ（１４）までの通信経路における次の中継先となる子ノード装置１１０ＢをＲＡＭ等の記憶装置から読み出す。この例では、次の中継先は、ノード装置１１０Ｂ（９）となる。そして、子ノード装置１１０Ｂ（１）は、受け取った要求パケットのヘッダ中の送信元ノード装置１１０ＢのノードＩＤを「１」に、送信先ノード装置１１０ＢのノードＩＤを「９」に更新して、該要求パケットをユニキャストする。
【００５７】
続いて、該要求パケットは、子ノード装置１１０Ｂ（９）に受信される。子ノード装置１１０Ｂ（９）は、子ノード装置１１０Ｂ（１）と同様の処理を行う。すなわち、受け取った要求パケットのヘッダ中の送信元ノード装置１１０ＢのノードＩＤを「９」に、送信先ノード装置１１０ＢのノードＩＤを「１４」に更新して、該要求パケットをユニキャストする。
【００５８】
こうして、該要求パケットは、子ノード装置１１０Ｂ（１４）に到達する。子ノード装置１１０Ｂ（１４）は、要求パケットのヘッダから最終ノード装置１１０のノードＩＤを読み出し、自身が最終ノード装置１１０Ｂであることを認識する。すると、子ノード装置１１０Ｂ（１４）は、パケットのペイロードデータの中から要求電文を読み出し、該要求電文を該子ノード装置１１０Ｂ（１４）に接続された計測機器１２０Ｂ（１４）に有線で送信する。
【００５９】
計測機器１２０Ｂ（１４）は、要求電文中の送信先アドレスが自身の機器ＩＤと一致することを確認した上で、要求電文に応答して、計測データを電文形式の信号に符号化し、該応答電文を子ノード装置１１０Ｂ（１４）へ返信する。
【００６０】
子ノード装置１１０Ｂ（１４）は、該応答電文を受信すると、応答パケットを生成する。応答パケットには、応答電文がペイロードデータとして含まれる。また、応答パケットのヘッダには、要求パケットと同様に、生成ノード装置１１０ＢのノードＩＤ「１４」、最終ノード装置１１０のノードＩＤ「０」、送信元ノード装置１１０のノードＩＤ「１４」、送信先ノード装置１１０のノードＩＤ「９」が少なくとも含まれている。
【００６１】
応答パケットは、要求パケットとは逆の流れで、子ノード装置１１０Ｂ（９）と子ノード装置１１０Ｂ（１）とを経由して基地局ノード装置１１０Ａまで送信される。
【００６２】
基地局ノード装置１１０Ａは、応答パケットのヘッダから自身が最終ノード装置１１０であることを認識する。すると、基地局ノード装置１１０Ａは、応答パケットのペイロードデータの中から応答電文を読み出し、該応答電文をＰＣ１２０Ａに有線で送信する。
【００６３】
ＰＣ１２０Ａは、応答電文を受信すると、該応答電文を復号化して、計測データを得る。こうして、ＰＣ１２０Ａから計測機器１２０Ｂ（１４）へ計測データを要求する一連の処理が終了する。
【００６４】
したがって、本実施形態によれば、ネットワークシステム１００は、複数のユーザ機器１２０，１２０，…と、該ユーザ機器１２０，１２０，…に有線により接続される複数のノード装置１１０，１１０，…とを備え、ユーザ機器の１つであるＰＣ１２０Ａから出力された電文を該ノード装置１１０，１１０，…間での無線通信を介して、別のユーザ機器である計測機器１２０Ｂへ送信する。そして、ノード装置１１０は、異なる種類のユーザ機器１２０を接続可能であり、ユーザ機器１２０のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器１２０からの電文を解析できるように構成されている。電文を出力するＰＣ１２０Ａに接続された基地局ノード装置１１０Ａは、該電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定の子ノード装置１１０Ｂに該電文を送信する。
【００６５】
すなわち、ノード装置１１０は、種類の異なるユーザ機器１２０，１２０，…に有線により接続可能であって他のノード装置１１０と無線通信可能であり、該ユーザ機器１２０のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器１２０からの電文を解析できるように構成されており、接続されたユーザ機器１２０から電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定の他のノード装置１１０に該電文を送信する。
【００６６】
前記実施形態では、基地局ノード装置１１０Ａは、ＰＣ１２０Ａからの電文を解析して、送信先アドレスに対応した特定の子ノード装置１１０Ｂに電文をユニキャストする。これにより、トラフィックを軽減することができる。その結果、電文の送受信に要する時間を短縮することができ、また、送受信率を向上させて、ネットワークシステム１００の信頼性を向上させることができ、さらに、ネットワークシステム１００に接続できるノード装置１１０の台数制限を緩和することができる。
【００６７】
それに加えて、ノード装置１１０は、ＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂのプロトコルを任意に設定することができるため、様々な種類のＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂをノード装置１１０に接続することができるだけでなく、様々な種類のＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂからの電文を解析して上記ユニキャストを実現することができる。つまり、ノード装置１１０の汎用性を向上させつつ、種類の異なるＰＣ１２０Ａ又は計測機器１２０Ｂが接続されても電文解析を行ってユニキャストを行うことができる。
【００６８】
特に、前記ノード装置１１０の通信規格はＲＳ４８５であるため、同じ通信規格を有するユーザ機器は、他の通信規格に比べて、多種多様である。つまり、ノード装置１１０に接続されるユーザ機器のプロトコルも、多種多様となる。そのため、前記ノード装置１１０のようにプロトコルを適宜設定できる構成でなければ、ノード装置はユーザ機器からの電文をブロードキャストするしかない。それに対して、前記ノード装置１１０は、プロトコルを任意に設定可能であるため、多種多様のユーザ機器１２０をノード装置１１０に接続する場合であっても、それに対応したプロトコルを設定して電文解析を可能とすることができる。つまり、ノード装置１１０の通信規格がＲＳ４８５である場合には、ノード装置１１０にプロトコルを任意に設定でき且つ電文解析を実施可能な構成が非常に有効である。
【００６９】
また、前記実施形態では、ネットワークシステム１００に接続されているユーザ機器、即ち、ＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…は、共通のプロトコルを有するため、ノード装置１１０は、該共通のプロトコルを設定、即ち、１種類のプロトコルを設定すればよい。これにより、ノード装置１１０は、複数のプロトコルを使い分ける必要がなく、設定された１種類のプロトコルに応じて電文を処理すればよいため、その処理を簡略化することができる。
【００７０】
尚、前記実施形態では、ＰＣ１２０Ａが複数の計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…の計測データを収集することを目的としているため、計測機器１２０Ｂからの計測データ、即ち、応答電文を返信する最終ノード装置は基地局ノード装置１１０Ａである。つまり、子ノード装置１１０Ｂが計測データを含む応答パケットを返信する際には、最終ノード装置が常に決まっているので、応答電文の送信先アドレスを解析しなくても、ユニキャストを行うことができる。したがって、ユーザ機器１２０のプロトコルが設定可能であって、該プロトコルに応じて電文を解析して送信先アドレスを割り出す機能は、少なくとも基地局ノード装置１１０Ａが有していればよい。
【００７１】
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００７２】
前記ネットワークシステム１００は、６つのノード装置１１０，１１０，…と、６つのユーザ機器１２０，１２０，…とを含んでいるが、これに限られるものではない。ノード装置やユーザ機器は、任意の個数とすることができる。また、各ノード装置１１０には、必ず、ユーザ機器１２０が接続されているが、これに限られるものではない。基地局ノード装置１１０Ａと子ノード装置１１０Ｂとの間の無線通信を中継するためだけのノード装置１１０、即ち、には、ユーザ機器１２０が接続されていないノード装置１１０を設けてもよい。さらに、ネットワークシステム１００は、無線ネットワークシステムの一部に、有線によるネットワークを含むものであってもよい。例えば、ネットワークシステム１００は、いくつかの無線ネットワークシステムを有線で互いに接続した構成であってもよい。
【００７３】
また、前記ノード装置１１０とユーザ機器１２０との接続関係は、１対１となっているが、これに限られるものではない。すなわち、１つのノード装置１１０に複数のユーザ機器１２０，…が接続される構成であってもよい。
【００７４】
前記ユーザ機器は、ＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂを含んでいるが、これに限られるものではない。例えば、ユーザ機器１２０は、温度センサ、湿度センサ、加速度（衝撃）センサ、光センサ等のセンサであってもよい。
【００７５】
また、前記の構成では、ＰＣ１２０Ａがマスタ機として機能しているが、これに限られるものではない。マスタ機は、必ずしも、ＰＣである必要はなく、計測機器の何れかであってもよく、ＰＣ以外のユーザ機器であってもよい。
【００７６】
さらに、前記ネットワークシステム１００においては、マスタスレーブ関係が成立しているが、これに限られるものではない。
【００７７】
前記実施形態では、ＰＣ１２０Ａからの電文を計測機器１２０Ｂへ送信する場合について説明しているが、これに限られるものではない。計測機器１２０Ｂで生成した電文を他の計測機器１２０Ｂ又はＰＣ１２０Ａに送信する場合であっても、該電文を生成した計測機器１２０Ｂが接続された子ノード装置１１０Ｂが電文解析を行って、ユニキャストを行ってもよい。
【００７８】
また、ノード装置１１０には、１種類のプロトコルが設定されているが、これに限られるものではない。例えば、ノード装置１１０には、複数のプロトコルが設定されていてもよい。そして、ノード装置１１０は、電文を受信したときに、該電文に対応するプロトコルを保持しているプロトコルの中から選択し、該プロトコルに基づいて該電文から送信先アドレスを割り出すように構成されていてもよい。また、そのような場合には、１つのネットワークを構築するノード装置１１０，１１０，…に接続されるユーザ機器１２０，１２０，…のプロトコルは共通でなくてもよい。すなわち、プロトコルの異なるユーザ機器１２０，１２０，…が１つのネットワークに接続されていてもよい。
【００７９】
また、基地局ノード装置１１０Ａへの設定パラメータの設定は、ＰＣからの入力に限られるものではない。基地局ノード装置１１０Ａに設定パラメータを入力できる限り、任意の構成を採用することができる。さらに、前記実施形態では、基地局ノード装置１１０Ａの設定パラメータをソフト的に入力しているが、ノード装置１１０に設けられたディップスイッチ等でハード的に設定する構成であってもよい。
【００８０】
さらに、前記の構成では、ノード装置１１０の入力モードと読込モードとの切替を基地局ノード装置１１０Ａか子ノード装置１１０Ｂかに基づいて行っているが、これに限られるものではない。例えば、読込モードのＯＮ／ＯＦＦを設定パラメータのユーザからの入力の有無で切り替えるように構成してもよい。具体的には、ノード装置１１０を、基本的には読込モードに設定しつつユーザからの設定パラメータの入力を受付可能な状態としておき、ユーザからの設定パラメータの入力があったときに、読込モードから入力モード（即ち、読込を行わないモード）に切り替わるように構成してもよい。
【００８１】
また、前記の構成では、基地局ノード装置１１０Ａに対して設定パラメータのユーザ設定が行われ、子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…は、基地局ノード装置１１０Ａの設定パラメータを読み込んでいるが、これに限られるものではない。例えば、基地局ノード装置１１０Ａ及び子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…が存在するネットワークにおいて、子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…の何れか１つの子ノード装置１１０Ｂに対して設定パラメータのユーザ設定が行われ、その設定パラメータをそれ以外の子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…及び基地局ノード装置１１０Ａが読み込むように構成されていてもよい。
【００８２】
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００８３】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上説明したように、本発明は、複数のノード装置を備えたネットワークシステム、及び当該ネットワークシステムに用いられるノード装置について有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１００ ネットワークシステム
１１０ ノード装置
１２０ ユーザ機器
１２０Ａ ＰＣ（マスタユーザ機器）
１２０Ｂ 計測機器（スレーブユーザ機器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のノード装置を備えたネットワークシステム、及び当該ネットワークシステムに用いられるノード装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のノード装置を備えたアドホックネットワークシステムが知られている。例えば、特許文献１には、センサ同士を無線で接続し、複数のセンサが自律的に中継処理することでネットワークを構築するセンサネットワークシステムが開示されている。このネットワークシステムの各ノードには、他のノードとの通信を可能とする無線通信部が設けられている。無線通信部は、当該ノード内のセンサ部と通信可能に接続されており、センサ部からの受信信号を他のノードと無線通信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５３３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、様々なユーザ機器をこのようなネットワークシステムに接続したいという要求がある。この要求を実現するためには、特許文献１に係るネットワークシステムにおいて、無線通信部とセンサ部とを切り離し可能に構成する必要がある。すなわち、互いにネットワークを構築する複数のノード装置を設け、ノード装置のそれぞれにユーザ機器を接続可能に構成する必要がある。この構成によれば、ノード装置に接続するユーザ機器を変えることによって、様々なユーザ機器をネットワークシステムに接続することができる。
【０００５】
かかる構成においては、一のユーザ機器から他のユーザ機器への電文を送信する際には、該一のユーザ機器に接続されたノード装置から該電文が無線送信される。その際、特に、ノード装置の個数が多い場合にはトラフィックが増加してしまい、送受信に時間がかかってしまう。その結果、ノード装置の個数が制限されてしまったり、送受信率が低下してしまったりする虞がある。
【０００６】
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ユーザ機器に接続されたノード装置を用いたネットワークシステムにおいて、トラフィックの増加を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示されたネットワークシステムは、複数のユーザ機器と、該ユーザ機器にそれぞれ有線により接続される複数のノード装置とを備え、一の該ユーザ機器から出力された電文を該ノード装置間での無線通信を介して他の該ユーザ機器へ送信する。そして、前記ノード装置は、異なる種類の前記ユーザ機器を接続可能であり、前記ユーザ機器のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器からの電文を解析できるように構成されており、前記電文を出力するユーザ機器に接続された前記ノード装置は、該電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定のノード装置に該電文を送信するものとする。
【０００８】
前記の構成のように、ノード装置とユーザ機器とが別々に構成され、ノード装置に様々な種類のユーザ機器が接続可能な構成においては、ノード装置がユーザ機器と共通のプロトコルを有していなければ、ユーザ機器からの電文をノード装置で解析することはできない。共通のプロトコルを有していない場合には、該電文の送信先アドレスを割り出すことができないので、ノード装置は、送信先を特定することなく、該電文をブロードキャストする。その結果、トラフィックが増加してしまう。ここで、「ブロードキャスト」とは、宛先を特定することなくデータを送信することを意味する。
【０００９】
それに対して、前記ノード装置は、接続されるユーザ機器に応じて該ユーザ機器のプロトコルを設定することができる。それにより、ノード装置は、該ユーザ機器からの電文を解析できるようになる。また、ノード装置に設定されているプロトコルを変更すれば、ノード装置は、様々なユーザ機器の電文を解析できる。そのため、ユーザ機器からの電文を解析できる構成でありながら、ノード装置の汎用性を向上させることができる。そして、前記ノード装置は、電文を解析して送信先アドレスを割り出すと、該送信先アドレスに対応する特定のノード装置に該電文を送信、即ち、ユニキャストする。その結果、トラフィックを低減することができる。ここで、「ユニキャスト」とは、宛先を特定してデータを送信することを意味する。
【００１０】
ここに開示されたノード装置は、ユーザ機器に有線により接続可能である。このノード装置は、種類の異なる前記ユーザ機器を接続可能であって他のノード装置と無線通信可能であり、該ユーザ機器のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器からの電文を解析できるように構成されており、接続された前記ユーザ機器から電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定の他のノード装置に該電文を送信するものとする。
【００１１】
前記の構成のように、ノード装置がユーザ機器と別々に構成され、ノード装置に様々な種類のユーザ機器が接続可能な構成においては、ノード装置がユーザ機器と共通のプロトコルを有していなければ、ユーザ機器からの電文をノード装置で解析することはできない。共通のプロトコルを有していない場合には、該電文の送信先アドレスを割り出すことができないので、ノード装置は、送信先を特定することなく、該電文をブロードキャストする。その結果、トラフィックが増加してしまう。
【００１２】
それに対して、前記ノード装置は、接続されるユーザ機器に応じて該ユーザ機器のプロトコルを設定することができる。それにより、ノード装置は、該ユーザ機器からの電文を解析できるようになる。また、ノード装置に設定されているプロトコルを変更すれば、ノード装置は、様々なユーザ機器の電文を解析できる。そのため、ユーザ機器からの電文を解析できる構成でありながら、ノード装置の汎用性を向上させることができる。そして、前記ノード装置は、ユーザ機器からの電文を解析して送信先アドレスを割り出すと、該送信先アドレスに対応する特定のノード装置に該電文を送信、即ち、ユニキャストする。その結果、トラフィックを低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
前記ネットワークシステムによれば、電文を解析して、送信先アドレスに対応した特定のノード装置に該電文を送信できるため、トラフィックを軽減することができる。それに加えて、ノード装置には様々なユーザ機器のプロトコルを設定可能であるため、ノード装置は、様々なユーザ機器に対して、電文解析を行ってトラフィックの軽減を図ることができる。
【００１４】
前記ノード装置によれば、電文を解析して、送信先アドレスに対応した特定のノード装置に該電文を送信できるため、トラフィックを軽減することができる。それに加えて、ノード装置には様々なユーザ機器のプロトコルを設定可能であるため、ノード装置は、様々なユーザ機器に対して、電文解析を行うってトラフィックの軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るネットワークシステムの概略図である。
【図２】ノード装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
−システムの概要−
図１は、本発明の例示的実施形態を用いたネットワークシステム１００の概略図である。システム１００は、無線アドホックネットワークである。このシステム１００は、近接する小型無線端末が自律的にネットワークを構築するよう構成される。システム１００は、複数のノード装置１１０，１１０，…と、ユーザ機器１２０，１２０，…とを備えている。各ノード装置１１０には、ユーザ機器１２０が接続されている。ユーザ機器としては、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０Ａ、計測機器１２０Ｂ等が含まれる（以下、各ユーザ機器を区別しないときには、単に、「ユーザ機器１２０」と称する）。
【００１８】
複数のユーザ機器においては、ＰＣ１２０Ａがマスタ機器として機能し、それ以外の計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…がスレーブ機器として機能する。つまり、ＰＣ１２０Ａが、計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…を一方的に制御する。以下、ＰＣ１２０Ａをマスタユーザ機器１２０Ａと、計測機器１２０Ｂをスレーブユーザ機器１２０Ｂとも称する。また、マスタユーザ機器１２０Ａに接続されたノード装置１１０を基地局ノード装置１１０Ａと、スレーブユーザ機器１２０Ｂに接続されたノード装置１１０を子ノード装置１１０Ｂとも称する。尚、各ノード装置を区別しないときには、単に、「ノード装置１１０」と称する。
【００１９】
各ノード装置１１０は、固有のノードＩＤを有している。基地局ノード装置１１０ＡのノードＩＤは、「０」であり、子ノード装置１１０ＢのノードＩＤは、「０」以外の数字である。また、各計測機器１２０Ｂも、固有の機器ＩＤを有している。計測機器１２０Ｂの機器ＩＤは、それに接続された子ノード装置１１０ＢのノードＩＤと同じ数字に設定されている。例えば、ノードＩＤが「１」の子ノード装置１１０Ｂには、機器ＩＤが「１」の計測機器１２０Ｂが接続されている。
【００２０】
複数のノード装置１１０，１１０間は、無線で結合される。このノード装置１１０，１１０間の無線リンクは、例えば、２．４ＧＨｚ帯を用いたＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠する短距離無線ネットワークであり得る。このＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）又はＷＰＡＮ（Wireless Personal Area Network）と呼ばれる無線通信規格の一つであり、低コスト・低消費電力で、高い信頼性とセキュリティを持つ。また、無線リンクは、上述の特定の無線ネットワークに限定されず、典型的にはパケットの形で情報をやりとりできる任意の適切なネットワークであり得る。
【００２１】
また、ノード装置１１０は、自動中継機能を有し、通信環境を察知して自律的にネットワークを構成し得る。例示的なネットワークは、真メッシュであり、ホップ数も実質的に無制限である。換言すれば本発明の実施形態は、マルチホップの無線ネットワークを使用可能である。こうして、一対のノード装置１１０とユーザ機器１２０とを１つの無線端末として、無線アドホックネットワークが構築される。
【００２２】
ノード装置１１０は、基板上に取り付けられた、半導体素子を含む回路要素群によって典型的には実現され得る。典型的には、ノード装置１１０は、ユーザ機器からのアナログ信号、及び無線ネットワークのための高周波信号を扱うアナログ回路と、ＭＣＵを主要素とするデジタル回路との組み合わせによって実現され得る。
【００２３】
ノード装置１１０の制御は、典型的にはソフトウェアによって実現され得る。すなわち、ノード装置１１０の制御は、典型的にはコンピュータで読み取り可能な媒体に記憶されたソフトウェアによって実現され得る。コンピュータで読み取り可能な媒体には、ハードディスクドライブ、半導体メモリ等がある。代替として、ノード装置１１０の制御は、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせ、又はハードウェアのみによって実現され得る。
【００２４】
計測機器１２０Ｂは、各種の物理量（温度、湿度、電流、電圧、電力等）を計測・検出するものであって、任意の適切な計測機器であり得る。例えば、計測機器１２０Ｂは、電力量計であり得る。また、計測機器１２０Ｂは、ＰＣ１２０Ａからの電文を受け取って、該電文に応じた様々な処理を実行する。例えば、計測機器１２０Ｂは、要求電文を受け取ったときには、該要求電文に応じた応答電文を返信するように構成されている。
【００２５】
計測機器１２０Ｂは、子ノード装置１１０Ｂに有線で結合される。子ノード装置１１０Ｂ及び計測機器１２０Ｂは、共通の通信規格（本実施形態では、ＲＳ４８５）のインタフェースを有している。すなわち、計測機器１２０Ｂは、ＲＳ４８５ケーブルを介して子ノード装置１１０Ｂに接続されている。尚、通信規格は、ＲＳ４８５に限られるものではなく、ＲＳ４２２、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）等であってもよい。
【００２６】
尚、ＰＣ１２０Ａは、計測機器１２０Ｂの通信規格に対応させるべく、基地局ノード装置１１０Ａと、ＵＳＢ−ＲＳ４８５コンバータを介して有線で接続される。尚、基地局ノード装置１１０Ａに接続されるユーザ機器１２０が、他のユーザ機器１２０と共通の通信規格を本来的に有する場合には、ＵＳＢ−ＲＳ４８５コンバータのような変換装置をユーザ機器１２０に設ける必要はない。
【００２７】
また、一つの無線ネットワークを構築しているノード装置１１０，１１０，…に接続されたＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…は、共通のプロトコルを有している。そのため、ＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…は、互いに電文のやりとりを行うことができる。
【００２８】
詳しくは、ＰＣ１２０Ａは、計測機器１２０Ｂに対する種々の電文を出力する。ＰＣ１２０Ａからの電文は、ノード装置１１０，１１０，…で構築された無線ネットワークを介して、計測機器１２０Ｂへ送信される。また、ＰＣ１２０Ａは、ノード装置１１０，１１０，…で構築された無線ネットワークを介して、計測機器１２０Ｂからの応答電文を受信する。
【００２９】
ノード装置１１０は、電文を送信するときには、該電文を含むパケットを生成し、該パケットを変調して送信する。また、ノード装置１１０は、パケットを受信したときには、該パケットを復調して、該パケットから電文を読み出す。ノード装置１１０の無線信号の符号化及び変調・復調のための方式には様々なものがある。本実施形態では、上述のＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠した方式が用いられる。
【００３０】
ＰＣ１２０Ａは、例えば、ＧＵＩ（グラフィカルユーザインタフェース）を備えるソフトウェアを用いて、計測機器１２０Ｂから受け取られたデータを視覚的に表示したり、統計的に処理したりできる。そのようなソフトウェアは、例えば通信状態の確認、データの数値表示、グラフ表示、値の分布カラーマッピング、データの記録、データのエクスポート、端末設定の変更等を行うことができる。
【００３１】
−ノード装置のハードウェア構成−
図２は、本発明の例示的実施形態のために用いられるノード装置１１０のブロック図である。
【００３２】
ノード装置１１０は、ＲＦユニット４１０及びアンテナ４３０を備える。ＲＦユニット４１０には、ユーザ機器１２０からのデータが入力される。ＲＦユニット４１０は、ユーザ機器１２０が出力した計測データを無線信号に変換して、アンテナ４３０から他のノード装置１１０、例えば上流ノード（基地局ノード装置１１０Ａ等）へ送信する。
【００３３】
ＲＦユニット４１０は、インタフェース４４０、ＤＣ（直流）電源４４５、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）４５０、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）４５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４５４、タイマ４５６、無線送受信部４５８、ＲＦインタフェース４６０、及び切替スイッチ４７０を有する。インタフェース４４０は、ユーザ機器１２０によって出力された信号をＭＣＵ４５０が処理できる適当な信号（例えば１０ビットデジタル信号）に変換する。このインタフェース４４０は、ユーザ機器１２０の通信規格と共通のインタフェースであり、本実施形態では、ＲＳ４８５インタフェースである。ＤＣ電源４４５は、ＲＦユニット４１０の各機能ブロックに直流電源を供給する。ＤＣ電源４４５は、例えば直流３Ｖを供給するリチウム電池であり得る。
【００３４】
ＭＣＵ４５０は、ノード装置１１０の機能を実現するのに用いられるマイクロプロセッサである。ＭＣＵ４５０は、ノード装置１１０の機能を実現するのに必要なプログラム及びデータをＲＯＭ４５２又はＲＡＭ４５４に記憶する。タイマ４５６は、例えば電源をオフにするタイミングを計測し、所定時間が経過したときに、ＤＣ電源４４５からの電源供給を断つようＭＣＵ４５０をトリガする。ＭＣＵ４５０は、ＲＯＭ４５２、ＲＡＭ４５４、及びタイマ４５６などの周辺素子をその中に含んでもよい。この場合、ＲＯＭなどを独立した部品として搭載する場合に比べて、システム構築のためのコストを抑えることができる。
【００３５】
無線送受信部４５８は、ＭＣＵ４５０からのデータを他のノード装置１１０へ送る応答パケットに変換したり、他のノード装置１１０から受け取られた要求パケットをデータに変換したりする。ＲＦインタフェース４６０は、無線送受信部４５８から出力されたパケットをＲＦ信号に変換し、アンテナに出力したり、アンテナで受け取られたＲＦ信号からパケットを再生し、無線送受信部４５８に出力したりする。
【００３６】
切替スイッチ４７０は、ノード装置１１０のノードＩＤを設定するためのダイヤル式のスイッチである。ノードＩＤを「０」に設定されたノード装置１１０が基地局ノード装置として機能する。一方、ノードＩＤが「０」以外に設定されたノード装置１１０は、子ノード装置として機能する。
【００３７】
尚、機能ブロック群の一部又は全ては、適宜、結合されることによって一体化されて実現されてもよい。例えば、ＲＦユニット４１０は、ハイブリッドＩＣ（集積回路）として実現されてもよい。さらには、ＲＦユニット４１０及びアンテナ４３０を一つの基板に一体化して実現されてもよい。
【００３８】
−ネットワークの構築−
ノード装置１１０は、上述の如く、自律的にネットワークを構築する。詳しくは、子ノード装置１１０Ｂは、電源がオンされると、ルーティングを開始する。ノード装置１１０は、隣接するノード装置１１０にビーコンメッセージ（ルーティングパケットとも呼ばれる）を送信する等して、通信状態が良好なノード装置１１０との間で通信経路を構築する。各ノード装置１１０は、それ自身と通信経路を構築する上流側（１つだけ）と下流側のノード装置１１０（複数の可能性あり）とを記憶している。本実施形態では、ＰＣ１２０Ａ側を上流とし、ＰＣ１２０Ａとは反対側を下流としている。さらに、各ノード装置１１０は、下流側に接続される全てのノード装置１１０と該ノード装置１１０のそれぞれへパケットを伝達するために次に中継すべきノード装置１１０とを記憶している。ノード装置１１０は、電源をオンにした直後だけでなく、前記ビーコンメッセージを定期的に送信して、通信状態が良好な通信経路を更新している。
【００３９】
さらに、基地局ノード装置１１０Ａは、各計測機器１２０Ｂが何れの子ノード装置１１０Ｂに接続されているかという対応接続関係を記憶している。すなわち、基地局ノード装置１１０Ａは、或る機器ＩＤの計測機器１２０Ｂにパケットを伝達するためには、最終的にどのノードＩＤの子ノード装置１１０Ｂにパケットを到達させればよいかを把握している。
【００４０】
−パラメータの設定−
ノード装置１１０は、ネットワーク設定（例えば、通信仕様やプロトコル仕様）を適宜設定することによって、様々な種類のユーザ機器１２０，１２０，…に対応可能（即ち、接続可能且つ通信可能）に構成されている。つまり、ユーザ機器１２０は、ノード装置１１０と通信規格が共通である必要があるが、通信規格が共通であってもネットワーク設定が異なるものは数多く存在する。例えば、ＲＳ４８５に対応したユーザ機器１２０であっても、その詳細なネットワーク設定は様々であり、必ずしも共通ではない。そのため、ある種類のユーザ機器１２０，１２０，…をノード装置１１０，１１０，…を介してネットワークシステムに接続する場合には、各ノード装置１１０のネットワーク設定をユーザ機器１２０に対応させる必要がある。換言すれば、ノード装置１１０は、ネットワーク設定を適宜変更可能であるため、各種のユーザ機器１２０，１２０，…に対応可能であって、汎用的に構成されている。
【００４１】
具体的には、ノード装置１１０は、各種の設定パラメータを有しており、これらの設定パラメータを変更することによって、各種のユーザ機器１２０と通信が可能となるように構成されている。設定パラメータには、ユーザ機器１２０の通信仕様に関する通信パラメータと、ユーザ機器１２０のプロトコル仕様に関するプロトコルパラメータとが含まれる。通信パラメータには、ボーレート（4800bps／9600bps／19200bps／…）、データビット（8ビット／7ビット）、パリティ（なし／奇数／偶数）、ストップビット（1ビット／2ビット）等が含まれる。プロトコルパラメータには、スタートコード（01〜FF）、エンドコード（01〜FF）、エンドコードからパケット終端までのオフセット（0〜9）、先頭から送信先アドレスまでのオフセット（1〜99）、送信先アドレスの長さ（0〜6）、送信先アドレスの表現形式（10進ASCII／16進ASCII／LEバイナリ／BEバイナリ）等が含まれる。
【００４２】
以下に、設定パラメータの設定方法について説明する。
【００４３】
まず、ユーザは、基地局ノード装置１１０Ａに接続されたＰＣを介して、基地局ノード装置１１０Ａに設定パラメータを入力する。この設定パラメータの入力用のＰＣは、前記ＰＣ１２０Ａでもよいし、ＰＣ１２０Ａとは別のＰＣでもよい。入力用のＰＣは、例えば、ＧＵＩを備えるソフトウェアを用いて、ユーザに設定パラメータの入力を促し、ユーザからの入力を受け入れ、入力に応じた信号を基地局ノード装置１１０Ａに出力する。基地局ノード装置１１０Ａは、ＰＣからの入力に応じて設定パラメータを設定する。
【００４４】
次に、子ノード装置１１０Ｂは、設定パラメータを要求する要求パケットを基地局ノード装置１１０Ａに送信する。詳しくは、子ノード装置１１０Ｂは、電源がオンされた後に、ネットワークが構築されたことを確認すると、要求パケットを基地局ノード装置１１０Ａへ送信する。基地局ノード装置１１０Ａは、要求パケットを受信すると、設定パラメータを子ノード装置１１０Ｂへ送信する。子ノード装置１１０Ｂは、基地局ノード装置１１０Ａからの設定パラメータを受信すると、該設定パラメータをそれ自身の設定パラメータとして設定する。尚、子ノード装置１１０Ｂは、基地局ノード装置１１０Ａからの応答が無い場合には、所定時間経過後に要求パケットを再度送信する。このように、子ノード装置１１０Ｂは、ユーザから直接、設定パラメータが入力されるのではなく、基地局ノード装置１１０Ａから設定済みの設定パラメータを読み込んで、自らの設定パラメータとして設定する。こうして、基地局ノード装置１１０Ａと子ノード装置１１０Ｂとの設定パラメータが同一に設定される。
【００４５】
各ノード装置１１０は、前述の如く、基地局ノード装置として機能するか、子ノード装置として機能するかが切替スイッチ４７０によって切り替えられる。つまり、基地局ノード装置として設定されたノード装置１１０は、ユーザからの入力を受けて設定パラメータを設定する入力モードとなる。一方、子ノード装置として設定されたノード装置１１０は、基地局ノード装置１１０Ａの設定パラメータを読み込んで該設定パラメータを自らの設定パラメータとして設定する読込モードとなる。すなわち、切替スイッチ４７０によってノードＩＤが０に設定されたノード装置１１０は、入力モードとなり、ユーザからの設定パラメータの入力を待機する。切替スイッチ４７０によってノードＩＤが０以外に設定されたノード装置１１０は、読込モードとなり、ネットワークの構築を確認した後に、基地局ノード装置１１０へ要求パケットを送信する。このノード装置１１０のモードの設定は、基本的には、ノード装置１１０がユーザ機器１２０に接続される前など、ノード装置１１０，１１０，…がネットワークを構築する前に行われる。
【００４６】
尚、子ノード装置１１０Ｂは、読込モードであっても、ユーザからの入力を受付可能な状態となっている。つまり、子ノード装置１１０Ｂは、基本的には、基地局ノード装置１１０Ａの設定パラメータを自律的に読み込むが、ユーザが設定パラメータを直接、入力することもできる。設定パラメータがユーザから設定された子ノード装置１１０Ｂは、それ以降は、基地局ノード装置１１０Ａの設定パラメータの読み込みを行わないようになる。例えば、該子ノード装置１１０Ｂは、設定パラメータがユーザから入力されることによって、読込モードから入力モードへ切り替わる。
【００４７】
このように、ノード装置１１０は、そのインタフェース４４０と共通の通信規格を有するユーザ機器１２０であれば、当該通信規格を前提とした通信仕様やプロトコル仕様等の詳細なネットワーク設定を適宜設定することによって、通信可能に接続することができる。つまり、ノード装置１１０を汎用的に構成して、様々なユーザ機器をネットワークシステムに接続することができる。
【００４８】
そして、このようなノード装置１１０，１１０，…を用いてネットワークシステムを構成する際には、複数のノード装置１１０のうちの基地局ノード装置１１０Ａに、ユーザ機器１２０に対応した設定パラメータを設定すれば、あとは、子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…が自律的に基地局ノード装置１１０Ａから設定パラメータを読み込んで、自らの設定パラメータとして設定していく。つまり、複数のノード装置１１０の全てに対して、設定パラメータを設定する必要がなく、ノード装置１１０，１１０，…の設定を簡便に行うことができる。よって、ノード装置１１０を各種のユーザ機器１２０，１２０，…に対応可能に汎用的に構成しつつ、そのノード装置１１０，１１０，…を用いてネットワークシステムを構成する場合であっても、汎用的であるが故に必要な、ノード装置１１０のネットワーク設定を簡便に行うことができる。
【００４９】
−電文解析−
このように構成されたノード装置１１０は、ユーザ機器１２０に対応させて設定する設定パラメータとして、プロトコルパラメータを含んでいる。すなわち、ノード装置１１０は、接続されるユーザ機器１２０のプロトコルを適宜設定することによって、様々なユーザ機器１２０からの電文を解析することができる。例えば、ノード装置１１０は、接続されたユーザ機器１２０からの電文を解析して、該電文の送信先アドレスを割り出すように構成されている。そして、電文の送信先アドレスがわかると、ノード装置１１０は、該送信先アドレスに対応した特定のノード装置１１０に該電文を送信する。すなわち、ノード装置１１０は、該電文をブロードキャストではなく、ユニキャストする。
【００５０】
以下に、図１に示すネットワークシステム１００において、ＰＣ１２０Ａから機器ＩＤが「１４」の計測機器１２０Ｂへ計測データを要求する場合を例に説明する。以下、特定のノードＩＤの子ノード装置１１０Ｂについて言及するときには、符号「１１０Ａ」，「１１０Ｂ」，「１１０」の後にノードＩＤを括弧書きで付す。例えば、子ノード装置１１０ＢのノードＩＤが「１」の場合は、子ノード装置１１０Ｂ（１）のように表す。同様に、特定の機器ＩＤの計測機器１２０Ｂについて言及するときには、符号「１２０Ｂ」，「１２０」の後に機器ＩＤを括弧書きで付す。
【００５１】
計測機器１２０Ｂ（１４）は、子ノード装置１１０Ｂ（１４）に接続されている。基地局ノード装置１１０Ａと子ノード装置１１０Ｂ（１４）との間には、子ノード装置１１０Ｂ（１）と子ノード装置１１０Ｂ（９）とが中継ノードとして存在している。
【００５２】
まず、ＰＣ１２０Ａは、要求電文を生成し、該要求電文を基地局ノード装置１１０Ａへ送信する。基地局ノード装置１１０Ａは、ＰＣ１２０Ａから要求電文を受信すると、設定されたプロトコルに基づいて該要求電文を解析して、送信先アドレス（即ち、送信先となる計測機器１２０Ｂの機器ＩＤ）を割り出す。
【００５３】
ここで、基地局ノード装置１１０Ａは、前述の如く、各計測機器１２０Ｂとそれに接続される子ノード装置１１０Ｂとの対応接続関係を記憶している。基地局ノード装置１１０Ａは、該対応接続関係と送信先アドレスとに基づいて、送信先計測機器１２０Ｂが接続された子ノード装置１１０Ｂを特定する。この例では、子ノード装置１１０Ｂ（１４）が特定される。
【００５４】
次に、基地局ノード装置１１０Ａは、要求パケットを生成する。パケットは、少なくともヘッダとペイロードデータとを含んでいる。ペイロードデータには、要求電文が含まれている。ヘッダには、該パケットを生成したノード装置（以下、「生成ノード装置」ともいう）１１０のノードＩＤ、最終地点となるノード装置（以下、「最終ノード装置」ともいう）１１０のノードＩＤ、該パケットの送信元となるノード装置（以下、「送信元ノード装置」ともいう）１１０のノードＩＤ、該パケットの次の送信先（即ち、中継先）となる子ノード装置（以下、「送信先ノード装置」ともいう）１１０のノードＩＤが少なくとも含まれている。この例では、生成ノード装置１１０のノードＩＤは「０」であり、最終ノード装置１１０のノードＩＤは「１４」であり、送信元ノード装置１１０のノードＩＤは「０」であり、送信先ノード装置１１０のノードＩＤは「１」である。
【００５５】
基地局ノード装置１１０Ａは、要求パケットを変調して、送信する。このように、基地局ノード装置１１０Ａは、ヘッダにおいて送信先となるノード装置１１０を特定して要求パケットを送信する。すなわち、基地局ノード装置１１０Ａは、要求パケットをユニキャストする。
【００５６】
こうして送信された要求パケットは、子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…に受信される。要求パケットを受信した子ノード装置１１０Ｂは、要求パケットを復調し、ヘッダを確認する。そして、要求パケットのヘッダで特定された送信先ノード装置以外の子ノード装置１１０Ｂは、それ以上の処理を行わない。一方、要求パケットのヘッダにおいて送信先ノード装置として特定された子ノード装置１１０Ｂ（１）は、該要求パケットを受信すると、要求パケットのヘッダから最終ノード装置１１０Ｂ（１４）のノードＩＤを読み出す。子ノード装置１１０Ｂ（１）は、前述の如く、下流側に接続されるノード装置１１０へパケットを伝達するために次に中継すべきノード装置１１０を記憶しているので、最終ノード装置１１０Ｂ（１４）までの通信経路における次の中継先となる子ノード装置１１０ＢをＲＡＭ等の記憶装置から読み出す。この例では、次の中継先は、ノード装置１１０Ｂ（９）となる。そして、子ノード装置１１０Ｂ（１）は、受け取った要求パケットのヘッダ中の送信元ノード装置１１０ＢのノードＩＤを「１」に、送信先ノード装置１１０ＢのノードＩＤを「９」に更新して、該要求パケットをユニキャストする。
【００５７】
続いて、該要求パケットは、子ノード装置１１０Ｂ（９）に受信される。子ノード装置１１０Ｂ（９）は、子ノード装置１１０Ｂ（１）と同様の処理を行う。すなわち、受け取った要求パケットのヘッダ中の送信元ノード装置１１０ＢのノードＩＤを「９」に、送信先ノード装置１１０ＢのノードＩＤを「１４」に更新して、該要求パケットをユニキャストする。
【００５８】
こうして、該要求パケットは、子ノード装置１１０Ｂ（１４）に到達する。子ノード装置１１０Ｂ（１４）は、要求パケットのヘッダから最終ノード装置１１０のノードＩＤを読み出し、自身が最終ノード装置１１０Ｂであることを認識する。すると、子ノード装置１１０Ｂ（１４）は、パケットのペイロードデータの中から要求電文を読み出し、該要求電文を該子ノード装置１１０Ｂ（１４）に接続された計測機器１２０Ｂ（１４）に有線で送信する。
【００５９】
計測機器１２０Ｂ（１４）は、要求電文中の送信先アドレスが自身の機器ＩＤと一致することを確認した上で、要求電文に応答して、計測データを電文形式の信号に符号化し、該応答電文を子ノード装置１１０Ｂ（１４）へ返信する。
【００６０】
子ノード装置１１０Ｂ（１４）は、該応答電文を受信すると、応答パケットを生成する。応答パケットには、応答電文がペイロードデータとして含まれる。また、応答パケットのヘッダには、要求パケットと同様に、生成ノード装置１１０ＢのノードＩＤ「１４」、最終ノード装置１１０のノードＩＤ「０」、送信元ノード装置１１０のノードＩＤ「１４」、送信先ノード装置１１０のノードＩＤ「９」が少なくとも含まれている。
【００６１】
応答パケットは、要求パケットとは逆の流れで、子ノード装置１１０Ｂ（９）と子ノード装置１１０Ｂ（１）とを経由して基地局ノード装置１１０Ａまで送信される。
【００６２】
基地局ノード装置１１０Ａは、応答パケットのヘッダから自身が最終ノード装置１１０であることを認識する。すると、基地局ノード装置１１０Ａは、応答パケットのペイロードデータの中から応答電文を読み出し、該応答電文をＰＣ１２０Ａに有線で送信する。
【００６３】
ＰＣ１２０Ａは、応答電文を受信すると、該応答電文を復号化して、計測データを得る。こうして、ＰＣ１２０Ａから計測機器１２０Ｂ（１４）へ計測データを要求する一連の処理が終了する。
【００６４】
したがって、本実施形態によれば、ネットワークシステム１００は、複数のユーザ機器１２０，１２０，…と、該ユーザ機器１２０，１２０，…に有線により接続される複数のノード装置１１０，１１０，…とを備え、ユーザ機器の１つであるＰＣ１２０Ａから出力された電文を該ノード装置１１０，１１０，…間での無線通信を介して、別のユーザ機器である計測機器１２０Ｂへ送信する。そして、ノード装置１１０は、異なる種類のユーザ機器１２０を接続可能であり、ユーザ機器１２０のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器１２０からの電文を解析できるように構成されている。電文を出力するＰＣ１２０Ａに接続された基地局ノード装置１１０Ａは、該電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定の子ノード装置１１０Ｂに該電文を送信する。
【００６５】
すなわち、ノード装置１１０は、種類の異なるユーザ機器１２０，１２０，…に有線により接続可能であって他のノード装置１１０と無線通信可能であり、該ユーザ機器１２０のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器１２０からの電文を解析できるように構成されており、接続されたユーザ機器１２０から電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定の他のノード装置１１０に該電文を送信する。
【００６６】
前記実施形態では、基地局ノード装置１１０Ａは、ＰＣ１２０Ａからの電文を解析して、送信先アドレスに対応した特定の子ノード装置１１０Ｂに電文をユニキャストする。これにより、トラフィックを軽減することができる。その結果、電文の送受信に要する時間を短縮することができ、また、送受信率を向上させて、ネットワークシステム１００の信頼性を向上させることができ、さらに、ネットワークシステム１００に接続できるノード装置１１０の台数制限を緩和することができる。
【００６７】
それに加えて、ノード装置１１０は、ＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂのプロトコルを任意に設定することができるため、様々な種類のＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂをノード装置１１０に接続することができるだけでなく、様々な種類のＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂからの電文を解析して上記ユニキャストを実現することができる。つまり、ノード装置１１０の汎用性を向上させつつ、種類の異なるＰＣ１２０Ａ又は計測機器１２０Ｂが接続されても電文解析を行ってユニキャストを行うことができる。
【００６８】
特に、前記ノード装置１１０の通信規格はＲＳ４８５であるため、同じ通信規格を有するユーザ機器は、他の通信規格に比べて、多種多様である。つまり、ノード装置１１０に接続されるユーザ機器のプロトコルも、多種多様となる。そのため、前記ノード装置１１０のようにプロトコルを適宜設定できる構成でなければ、ノード装置はユーザ機器からの電文をブロードキャストするしかない。それに対して、前記ノード装置１１０は、プロトコルを任意に設定可能であるため、多種多様のユーザ機器１２０をノード装置１１０に接続する場合であっても、それに対応したプロトコルを設定して電文解析を可能とすることができる。つまり、ノード装置１１０の通信規格がＲＳ４８５である場合には、ノード装置１１０にプロトコルを任意に設定でき且つ電文解析を実施可能な構成が非常に有効である。
【００６９】
また、前記実施形態では、ネットワークシステム１００に接続されているユーザ機器、即ち、ＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…は、共通のプロトコルを有するため、ノード装置１１０は、該共通のプロトコルを設定、即ち、１種類のプロトコルを設定すればよい。これにより、ノード装置１１０は、複数のプロトコルを使い分ける必要がなく、設定された１種類のプロトコルに応じて電文を処理すればよいため、その処理を簡略化することができる。
【００７０】
尚、前記実施形態では、ＰＣ１２０Ａが複数の計測機器１２０Ｂ，１２０Ｂ，…の計測データを収集することを目的としているため、計測機器１２０Ｂからの計測データ、即ち、応答電文を返信する最終ノード装置は基地局ノード装置１１０Ａである。つまり、子ノード装置１１０Ｂが計測データを含む応答パケットを返信する際には、最終ノード装置が常に決まっているので、応答電文の送信先アドレスを解析しなくても、ユニキャストを行うことができる。したがって、ユーザ機器１２０のプロトコルが設定可能であって、該プロトコルに応じて電文を解析して送信先アドレスを割り出す機能は、少なくとも基地局ノード装置１１０Ａが有していればよい。
【００７１】
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００７２】
前記ネットワークシステム１００は、６つのノード装置１１０，１１０，…と、６つのユーザ機器１２０，１２０，…とを含んでいるが、これに限られるものではない。ノード装置やユーザ機器は、任意の個数とすることができる。また、各ノード装置１１０には、必ず、ユーザ機器１２０が接続されているが、これに限られるものではない。基地局ノード装置１１０Ａと子ノード装置１１０Ｂとの間の無線通信を中継するためだけのノード装置１１０、即ち、には、ユーザ機器１２０が接続されていないノード装置１１０を設けてもよい。さらに、ネットワークシステム１００は、無線ネットワークシステムの一部に、有線によるネットワークを含むものであってもよい。例えば、ネットワークシステム１００は、いくつかの無線ネットワークシステムを有線で互いに接続した構成であってもよい。
【００７３】
また、前記ノード装置１１０とユーザ機器１２０との接続関係は、１対１となっているが、これに限られるものではない。すなわち、１つのノード装置１１０に複数のユーザ機器１２０，…が接続される構成であってもよい。
【００７４】
前記ユーザ機器は、ＰＣ１２０Ａ及び計測機器１２０Ｂを含んでいるが、これに限られるものではない。例えば、ユーザ機器１２０は、温度センサ、湿度センサ、加速度（衝撃）センサ、光センサ等のセンサであってもよい。
【００７５】
また、前記の構成では、ＰＣ１２０Ａがマスタ機として機能しているが、これに限られるものではない。マスタ機は、必ずしも、ＰＣである必要はなく、計測機器の何れかであってもよく、ＰＣ以外のユーザ機器であってもよい。
【００７６】
さらに、前記ネットワークシステム１００においては、マスタスレーブ関係が成立しているが、これに限られるものではない。
【００７７】
前記実施形態では、ＰＣ１２０Ａからの電文を計測機器１２０Ｂへ送信する場合について説明しているが、これに限られるものではない。計測機器１２０Ｂで生成した電文を他の計測機器１２０Ｂ又はＰＣ１２０Ａに送信する場合であっても、該電文を生成した計測機器１２０Ｂが接続された子ノード装置１１０Ｂが電文解析を行って、ユニキャストを行ってもよい。
【００７８】
また、ノード装置１１０には、１種類のプロトコルが設定されているが、これに限られるものではない。例えば、ノード装置１１０には、複数のプロトコルが設定されていてもよい。そして、ノード装置１１０は、電文を受信したときに、該電文に対応するプロトコルを保持しているプロトコルの中から選択し、該プロトコルに基づいて該電文から送信先アドレスを割り出すように構成されていてもよい。また、そのような場合には、１つのネットワークを構築するノード装置１１０，１１０，…に接続されるユーザ機器１２０，１２０，…のプロトコルは共通でなくてもよい。すなわち、プロトコルの異なるユーザ機器１２０，１２０，…が１つのネットワークに接続されていてもよい。
【００７９】
また、基地局ノード装置１１０Ａへの設定パラメータの設定は、ＰＣからの入力に限られるものではない。基地局ノード装置１１０Ａに設定パラメータを入力できる限り、任意の構成を採用することができる。さらに、前記実施形態では、基地局ノード装置１１０Ａの設定パラメータをソフト的に入力しているが、ノード装置１１０に設けられたディップスイッチ等でハード的に設定する構成であってもよい。
【００８０】
さらに、前記の構成では、ノード装置１１０の入力モードと読込モードとの切替を基地局ノード装置１１０Ａか子ノード装置１１０Ｂかに基づいて行っているが、これに限られるものではない。例えば、読込モードのＯＮ／ＯＦＦを設定パラメータのユーザからの入力の有無で切り替えるように構成してもよい。具体的には、ノード装置１１０を、基本的には読込モードに設定しつつユーザからの設定パラメータの入力を受付可能な状態としておき、ユーザからの設定パラメータの入力があったときに、読込モードから入力モード（即ち、読込を行わないモード）に切り替わるように構成してもよい。
【００８１】
また、前記の構成では、基地局ノード装置１１０Ａに対して設定パラメータのユーザ設定が行われ、子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…は、基地局ノード装置１１０Ａの設定パラメータを読み込んでいるが、これに限られるものではない。例えば、基地局ノード装置１１０Ａ及び子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…が存在するネットワークにおいて、子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…の何れか１つの子ノード装置１１０Ｂに対して設定パラメータのユーザ設定が行われ、その設定パラメータをそれ以外の子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…及び基地局ノード装置１１０Ａが読み込むように構成されていてもよい。
【００８２】
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００８３】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上説明したように、本発明は、複数のノード装置を備えたネットワークシステム、及び当該ネットワークシステムに用いられるノード装置について有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１００ ネットワークシステム
１１０ ノード装置
１２０ ユーザ機器
１２０Ａ ＰＣ（マスタユーザ機器）
１２０Ｂ 計測機器（スレーブユーザ機器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユーザ機器と、該ユーザ機器にそれぞれ有線により接続される複数のノード装置とを備え、一の該ユーザ機器から出力された電文を該ノード装置間での無線通信を介して他の該ユーザ機器へ送信するネットワークシステムであって、
前記ノード装置は、異なる種類の前記ユーザ機器を接続可能であり、前記ユーザ機器のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器からの電文を解析できるように構成されており、
前記電文を出力するユーザ機器に接続された前記ノード装置は、該電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定のノード装置に該電文を送信するネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワークシステムにおいて、
一のネットワークを構築する複数の前記ノード装置に接続された前記ユーザ機器は、共通のプロトコルを有しているネットワークシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のネットワークシステムにおいて、
前記複数のユーザ機器は、マスタ機として機能するマスタユーザ機器と、スレーブ機として機能するスレーブユーザ機器とを含み、
前記マスタユーザ機器が接続されたノード装置は、前記プロトコルに基づいて該マスタユーザ機器からの電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、前記送信先アドレスに対応する前記スレーブユーザ機器が接続されたノード装置に該電文を送信するネットワークシステム。
【請求項４】
ユーザ機器に有線により接続可能なノード装置であって、
種類の異なる前記ユーザ機器を接続可能であって他のノード装置と無線通信可能であり、該ユーザ機器のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器からの電文を解析できるように構成されており、
接続された前記ユーザ機器から電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定の他のノード装置に該電文を送信するノード装置。
【請求項１】
複数のユーザ機器と、該ユーザ機器にそれぞれ有線により接続される複数のノード装置とを備え、一の該ユーザ機器から出力された電文を該ノード装置間での無線通信を介して他の該ユーザ機器へ送信するネットワークシステムであって、
前記ノード装置は、異なる種類の前記ユーザ機器を接続可能であり、前記ユーザ機器のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器からの電文を解析できるように構成されており、
前記電文を出力するユーザ機器に接続された前記ノード装置は、該電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定のノード装置に該電文を送信するネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワークシステムにおいて、
一のネットワークを構築する複数の前記ノード装置に接続された前記ユーザ機器は、共通のプロトコルを有しているネットワークシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のネットワークシステムにおいて、
前記複数のユーザ機器は、マスタ機として機能するマスタユーザ機器と、スレーブ機として機能するスレーブユーザ機器とを含み、
前記マスタユーザ機器が接続されたノード装置は、前記プロトコルに基づいて該マスタユーザ機器からの電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、前記送信先アドレスに対応する前記スレーブユーザ機器が接続されたノード装置に該電文を送信するネットワークシステム。
【請求項４】
ユーザ機器に有線により接続可能なノード装置であって、
種類の異なる前記ユーザ機器を接続可能であって他のノード装置と無線通信可能であり、該ユーザ機器のプロトコルを設定可能であり、該プロトコルを変更することによって該異なる種類のユーザ機器からの電文を解析できるように構成されており、
接続された前記ユーザ機器から電文を受信したときに、前記プロトコルに基づいて該電文を解析して該電文の送信先アドレスを割り出し、該送信先アドレスに対応した特定の他のノード装置に該電文を送信するノード装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−７４３５６（Ｐ２０１３−７４３５６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０１４０（Ｐ２０１１−２１０１４０）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００１８３３６９）住友精密工業株式会社 (336)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００１８３３６９）住友精密工業株式会社 (336)
【Ｆターム（参考）】
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